37739

Исследование резонанса напряжений в электрической цепи

Лабораторная работа

Архивоведение и делопроизводство

Цель работы Изучить явление резонанса напряжения в электрической цепи содержащей последовательно соединённую индуктивную катушку и конденсатор. Схема установки Экспериментальная часть...

Русский

2013-09-25

182.5 KB

4 чел.

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра теоретических основ электротехники

Теоретические основы электротехники

Лабораторная работа №4

Исследование резонанса напряжений.

Выполнил: студент группы ЭСиС-217

                                                                               Закиров М.И.

                                                             Проверил: Лукманов В.С.

Уфа
2008

Цель работы

Изучить явление резонанса напряжения в электрической цепи, содержащей последовательно соединённую индуктивную катушку и конденсатор.

Приборы и принадлежности

Лабораторная работа выполняется на стенде ЛСЭ-2 с использованием:

1)Блока включения, состоящего из вольтметра автотрансформатора, с помощью которого имеется возможность регулировать напряжение от 0 до 250 В.

2)Блока резисторов.

3)Блока индуктивностей.

4)Блока конденсаторов.

5)Блока «Фазометр», с ценой деления 2 градуса, и классом точности 1,5

Кроме приборов и оборудование стенда используются:

1)Ваттметр, с пределом измерения по току до 1 А и напряжений до 30 В, с ценой деления 0,1 Вт и классом точности 0,5

2)Амперметр, с пределом измерений до 1 А, с ценой деления 5 мА и классом точности 0,5

3)Вольтметр цифровой с автоматическим выбором и пределом измерения до 100 В.

4)Соединительные провода.

Схема установки

Экспериментальная часть

U, В

C, мкФ

I, мА

UК, В

UC, В

P, Вт

, град

U=const=35 В

16

87

59,5

35

7

16

24

78

53,8

20,7

6

31

15

86

59,2

35

7

14

14

86,5

59,8

37,6

7

12

12

88

60,8

44,8

7,5

0

3

87

60,3

41,3

7,5

6

11

87,5

31,1

49,5

7,5

-6

10

86

60,2

53,1

7

-12

9

78

54,2

60,5

6

-30

URкат, В

UL, В

RK, Ом

ZK, Ом

Z, Ом

XC, Ом

XL, Ом

X,  Ом

S, ВА

P, Вт

Q, ВАр

cosjK

cosj

1

38,46

94,47

73,96

196,15

73,97

182,69

181,67

-1,02

20,00

20

-0,28

0,377

0,999

2

38,24

96,21

74,97

203,00

75,06

184,90

188,65

3,75

19,52

19,5

0,97

0,369

0,998

3

38,00

97,13

76,00

208,60

76,54

185,20

194,26

9,06

19,13

19

2,27

0,364

0,993

4

37,76

97,55

77,05

213,47

78,07

186,53

199,08

12,55

18,74

18,5

3,01

0,361

0,987

5

37,50

98,08

78,13

218,75

80,14

186,46

204,32

17,87

18,46

18

4,12

0,357

0,975

6

37,23

97,75

79,22

222,55

82,46

185,11

207,98

22,87

18,21

17,5

5,05

0,356

0,961

7

39,00

86,30

78,00

189,40

78,83

184,00

172,59

-11,41

19,71

19,5

-2,85

0,412

0,989

8

38,78

81,00

79,13

183,27

81,57

185,10

165,30

-19,80

19,59

19

-4,75

0,432

0,970

9

37,50

75,61

78,13

175,83

82,75

184,79

157,52

-27,27

19,06

18

-6,28

0,444

0,944

10

35,87

68,81

77,98

168,70

86,09

186,09

149,59

-36,49

18,22

16,5

-7,72

0,462

0,906

11

35,23

61,53

80,06

161,14

92,75

186,66

139,84

-46,82

17,96

15,5

-9,06

0,497

0,863

12

27,42

57,72

88,45

206,13

133,70

286,45

186,19

-100,26

12,85

8,5

-9,64

0,429

0,662

13

31,58

73,39

83,10

202,37

84,15

250,53

193,12

13,23

12,15

12

1,91

0,411

0,988

14

34,52

80,73

82,20

201,19

85,89

233,10

192,22

24,91

15,15

14,5

4,39

0,409

0,957

15

37,50

84,76

85,23

202,95

91,42

224,32

192,64

33,08

17,70

16,5

6,40

0,420

0,932

16

38,04

89,67

82,70

199,57

93,15

213,70

194,94

42,86

19,71

17,5

9,07

0,414

0,888

17

38,78

93,88

79,13

196,43

96,80

203,27

191,59

55,75

23,24

19

13,39

0,403

0,817

18

38,54

91,80

80,30

197,71

80,85

175,83

191,26

9,46

18,63

18,5

2,18

0,406

0,993

19

38,04

89,10

82,70

200,43

83,58

160,65

193,69

12,09

17,69

17,5

2,56

0,413

0,989

20

36,36

85,60

82,64

199,32

87,93

147,73

194,55

30,03

17,02

16

5,81

0,415

0,940

21

34,15

79,20

83,28

201,71

93,46

137,80

193,17

42,42

15,71

14

7,13

0,413

0,891

22

31,08

72,06

84,00

202,43

106,10

120,81

194,75

64,82

14,53

11,5

8,87

0,415

0,792

XC 1 = = =  40,2 Ом – емкостное сопротивление

RK1 = 9,21 Ом – активное сопротивление на катушке

ZK1= 68,3 Ом – полное сопротивление катушки

XL1 = == 4579,9 Ом – индуктивное сопротивление на катушке

URк=I*RK =0,52*73,96=38,46 В – напряжение на активном сопротивлении катушки

UL=I*XL =0,52*181,67=94,47 В – напряжение на индуктивности катушки

X1 =-1,02 Ом – реактивное сопротивление цепи

Z1 = == 73,97 Ом – полное сопротивление цепи

Q1 = I 2* X = (0,52)2 * (-1,02) = - 0,28 ВАр – реактивная мощность цепи

S1 == = 20 ВА – полная мощность цепи

cosK=0,377– косинус угла сдвига фаз между напряжением и током на катушке

cos =0,999  – косинус угла сдвига фаз между напряжением и током в цепи

Абсолютные погрешности значений косинуса угла :

cos1=0,001

cos4=0,002

cos8=0,008

cos15=0,026

cos22=0,026

Относительные погрешности значений косинуса угла :

1=0,1 %

4=0,2 %

8=0,8 %

15=2,8 %

22=3,4 %

Вывод: В данной работе мы исследовали явление резонанса напряжений в последовательно соединенной электрической цепи синусоидального тока. Добившись установления резонанса в цепи, когда угол сдвига фаз между током и напряжением, регистрируемый фазометром, был равен нулю, мы сняли показания с амперметра, и вольтметра, подключаемого сначала к индуктивной катушке, а затем к конденсатору (батарее конденсаторов), и ваттметра, измеряющего активную мощность. Затем, изменяя поочерёдно сначала индуктивность катушки, а затем ёмкость, мы добивались изменения угла сдвига фаз, и снимали показания с приборов при различных его значениях, и получили меньшие значения тока в цепи, активной мощности, и большие значения реактивного и полного сопротивлений, и, соответственно, реактивной и полной мощностей. Сравнивая величины, полученные из расчётов, мы сопоставили их с измеренными и получили соответствие с точностью до приведённых выше погрешностей. Таким образом, мы экспериментально убедились в том, что при резонансе напряжений ток в цепи будет максимальным.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

61588. Экзотические птицы в витражной технике 17.82 KB
  Как вы все уже знаете тема нашей смены в лагере называется 438 попугаев. Каждому отряду присвоены имена различных видов попугаев. Затем мы вырежем всех нарисованных попугаев...
61589. Троекуров и Дубровский 20.23 KB
  Цели урока: Личностные: развитие представлений детей о нравственных и социальных проблемах, таких как верность дружбе, любовь, искренность, честь и отвага, постоянство, преданность, справедливость и несправедливость.
61590. Композиция с применением различных фактур. Зимний пейзаж 19.18 KB
  Цель урока: выполнить зимний пейзаж с применением разных материалов Задачи обучающие; изучить приемы работы с различными материалами познакомиться с понятием фактура развивающие...
61592. Рисование на тему Зима 25.89 KB
  Скоро у нас праздник Новый год и в связи с этим праздником мы будем делать сегодня подарок для ваших мам мы будем рисовать красивый рисунок для того чтобы их порадовать вывешивается рисунок.
61596. Shopping for clothes 21 KB
  Задачи урока: 1.Общеобразовательные: активизировать словарь учащихся; повторить пройденный материал; усвоить и применить в речи лексику по теме «Одежда»; выработать навык сознательного и выразительного чтения...